一种嵌入声子晶体的超灵敏器件，用于检测和定位非线性导波
应用物理
2024-06-26 v1
摘要
本文提出了一种检测和定位非线性导波的新方法，非线性导波通常与结构部件中的损伤相关。该方法是有源的，由一个粘附在被检测结构上的压电换能器（激发窄频带波包）和放置在所提出的嵌入声子晶体的超声器件上的传感器组成。声子晶体的单胞经过优化，可在激发频率处打开一个带隙，从而衰减被激发的波，同时提高对高次谐波的检测灵敏度。所提出的方法通过数值模拟和实验验证，考虑了各种制造方法、材料和单胞几何形状。对嵌入声子晶体的超声器件与被检测结构连接的角度进行了参数化研究。测试了几个原型的带隙和滤波能力。包含分层拍击效应的导波传播数值模拟证明，所提出的设计足够灵敏，可以通过简单的信号阈值检测高次谐波。最有前景的原型经过实验测试，展示了其检测和定位模拟损伤的能力。
引用
@article{arxiv.2406.17370,
title = {An ultrasensitive device with embedded phononic crystals for the detection and localisation of nonlinear guided waves},
author = {Paweł Kudela and Maciej Radzienski and Marco Miniaci and Piotr Fiborek and Wieslaw Ostachowicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.17370},
year = {2024}
}